本田VTEC 系统结构原理与故障检修.PDF

本田 VTEC 系统结构原理与故障检修 作者：子瑶 “VTEC”为英文“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System”的缩 写，中文意思为“可变气门正时及升程电子控制系统” 。VTEC 通过改变进气门开度 来改变进气量，提高发动机扭矩。整个 VTEC 系统由发动机电子控制单元（ECU ） 控制，ECU 接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并 进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动 机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，及时调整进气门的开度和时间。 VTEC 发动机是每个汽缸 4 气门（2 进 2 排），不同的是凸轮与摇臂的数目及 控制方法。VTEC 是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况 的气门控制系统。通过计算机控制的气门正时和气门升程系统可以大大提高发动机 的燃烧效率和性能。本田公司在其几乎所有的车型当中都使用了VTEC 技术，从高 性能跑车 S2000 到混合动力汽车 INSIGHT ，都采用了VTEC 技术。在国内生产的 雅阁（Accord ）2.2L F22B1 型发动机上也采用了 VTEC 技术。 采用普通配气机构的发动机在低转速时，由于气门的动作较慢，在进气滞后角范 围内，一部分空气进入汽缸后将会被反压回进气歧管中，使得低速发动机的充气效 率变低；如果将进气门迟闭角减小，虽可提高充气效率，但对高速工况又非常不利。 利用 VTEC 系统的可变进气相位技术即可解决上述问题，VTEC 系统能使发动机在 低速时获取较大扭矩，而在高速时又能输出较大功率，从而提高燃烧效率和大负荷、 高转速时的功率性能。 VTEC 系统结构与工作原理 在雅阁轿车 2.2L F22B1 型发动机上，每个汽缸都装备了同普通气门一样动作 的4 个气门：2 个排气门、1 个主进气门和 1 个副进气门；每个汽缸进气凸轮均有 3 个，其轮廓均不相同，即气门升程和持续开启角均不相同（中间凸轮的升程、气 门持续开启角主凸轮和副凸轮都大）。在发动机低速状况下，2 个进气门由它们各 自的凸轮（主、副凸轮）来控制，主凸轮的升程和气门持续开启角较大，由主进气 门供给汽缸混合气，而副凸轮的升程和气门持续开启角极小，此时副进气门打开很 小的一个角度，正好能阻止汽化的汽油沉积在气门头上，防止燃油积留在副进气门 及管道内，而且这种设计还可使燃烧室内形成涡流，从而获得良好的低速扭矩和响 应性；当发动机需要输出较大功率时，3 个摇臂由电控液压系统锁在一起而同步动 作（2 个同步活塞使 3 个摇臂串在一起，如图 1 所示）。此时，主、副进气门通过 中间摇臂联接成一个整体，由中间凸轮（高速凸轮）来控制，2 个进气门以相同的 升程运动，而主、副摇臂不再与它们各自的凸轮（主、副凸轮）接触，直到 VTEC 系统关闭为止，这样在高速时也能获得良好的扭矩特性。 1、气门摇臂组结构与工作过程 在进气门摇臂轴上，每个汽缸有 3 个摇臂并排在一起，其中主、副摇臂都驱 1 动气门，中间摇臂压在一个内装弹簧的失效器上。在主摇臂内有一油道与摇臂轴油 道相通，在主摇臂的腔内有一正时液压活塞；右边副摇臂腔内有一同步活塞，在正 时液压活塞与同步柱塞间有一回位弹簧（如图2 所示）。 单气门与双气门操作的切换依靠发动机转速来完成，为了帮助切换，在主摇臂 上装有一个正时板。在发动机转速较低时，正时板在弹簧的作用下挡住正时液压活 塞向右运动，在发动机转速升高后由于离心力和惯性力的存在，使得正时板克服弹 簧作用力而取消对正时活塞的锁止，并在控制油压的作用下使正时活塞向右运动， 使单气门操作状态转换为双气门操作状态（如图 1 和图 3 所示），由双气门变为单 气门操作则相反。 2 2 、控制系统结构与工作过程 VTEC 的控制系统主要由电控单元、控制电磁阀、控制液动阀、压力开关等组 成，主要是采用不同的进气凸轮改变气门升程和定时，其接通与关闭由控制单元根 据发动机转速、发动机负荷、车速、冷却水温度、VTEC 压力开